多年来,涡轮增压和机械增压之间的争论一直令人厌烦。两者各有利弊,我们已经看到各种汽车制造商都在使用这种强制增压系统,从价格较低的汽车制造商到世界上最负盛名的品牌。
然而,尽管两者都已被广泛采用,且技术也在不断发展,但涡轮增压已成为增压系统的首选方案。其原因有很多,包括比较两种系统对燃油效率和动力输出的影响。有趣的是,全球三大汽车制造商推出的三款配置独特的V8发动机,进一步强化了涡轮增压优于机械增压的理念。
宝马SUV率先在公共道路上采用热门V形设计
21世纪的宝马可谓是另一番景象。在那个年代,全球首款高性能SUV——宝马X5——一经推出便成为汽车行业的标杆。不久之后,宝马又将V12发动机强行塞入宝马X5。与强大的宝马X5并驾齐驱的 宝马X6(图片 | 参数 | 询价)本身也堪称标杆,这很大程度上是因为它开创了一种此前从未在公路车辆上出现过的发动机配置,使其成为过去二十年中最重要的涡轮增压汽车之一。
该配置是宝马在宝马 N63 V8 发动机中率先采用的 Hot Vee 发动机配置。这款八缸发动机取代了宝马 N62 V8 发动机,后者是一款自然吸气式 V8 发动机,曾用于 E63 6 系、E60 5 系和第一代宝马 X5 等车型。
N63 是宝马首批采用强制进气系统的发动机之一,但这款发动机的独特之处在于,N63 的涡轮增压器不是放置在气缸组的外侧,而是放置在气缸组之间,即发动机的 V 形结构中,这被称为热 Vee 发动机配置。
这款发动机首次搭载于宝马X6 xDrive50i,它是第一代宝马X6系列中排名第二的车型,仅次于宝马X6 M,后者搭载的是N63的升级版,即宝马S63 V8发动机。回到N63,它在其生命周期内经历了三次技术更新,包括增加宝马Valvetronic电子气门系统、改进的发动机内部结构、新的涡轮增压系统,以及在后续迭代中改进的气缸盖和支持硬件。
宝马 S68 4.4 升 V8 发动机将取代 N63,保留了其前身的“Hot Vee”造型以及 N63 的一些设计元素。然而,它以混合动力驱动系统而著称,并被应用于这家德国汽车制造商的一些现代车型,例如宝马 M5、宝马 X5 M Competition、宝马 X6 Competition 和宝马 XM。
然后,奥迪加入了战斗
奥迪是第二家采用双涡轮增压系统(位于气缸组之间)而非传统机械增压器的制造商。我们首次看到奥迪在2012年首次亮相的C7代奥迪S6上采用了“Hot Vee”设计。该车型搭载4.0升双涡轮增压V8发动机,取代了奥迪S6系列和奥迪S8车型上的5.2升自然吸气V10发动机(可输出444马力)。
奥迪的 4.0 TFSI V8 发动机是奥迪模块化发动机系列的成员之一,该系列与奥迪的 V6 发动机共享设计元素,并且也采用了“Hot Vee”设计。
至于八缸发动机,则是奥迪精简发动机努力的成果,它在奥迪S6上产生了420马力和405磅-英尺的扭矩。这款发动机比它所取代的V10发动机性能更强劲,同时也更省油。为了实现这一配置,奥迪将大型涡轮增压器置于气缸组内部,而不是气缸盖外部,与曲轴箱并排。这种新系统的优势在于它使发动机更加紧凑,从而缩短了废气流动所需的距离。
奥迪将继续使用奥迪 4.0 升 TFSI V8 发动机,并最终将其应用于奥迪车型系列中的几款车型,但也将被大众和保时捷等其他制造商使用,这些制造商依靠这种设计的 4.0 升奥迪 V8 发动机,其中包括:
奥迪A8
奥迪 RS6 Avant
奥迪RS7
保时捷 Panamera
宾利欧陆GT
兰博基尼Urus
梅赛德斯-AMG 终于采用了热门的 V 型设计
梅赛德斯-AMG 是德系三巨头中最后一款采用“Hot Vee”发动机设计的车型,该设计最早应用于第一代梅赛德斯-AMG GT。这款80缸发动机是一款4.0升双涡轮增压发动机,梅赛德斯-AMG声称这是首款采用“Hot Vee”设计的V8发动机。
与宝马和奥迪采用的“Hot Vee”设计一样,AMG GT 的两个涡轮增压器位于气缸盖之间,以实现更紧凑的发动机设计,同时提高发动机的响应能力并降低其排放。
这款发动机被称为梅赛德斯-AMG M178 V8,是梅赛德斯-AMG发动机家族的第二款成员,取代了M278和M157发动机。与该系列的其他发动机相比,M178 V8发动机的设计目标是最具运动感,以追求高性能为目标。因此,它被梅赛德斯-AMG车型系列独家使用,应用于梅赛德斯-AMG运动型AMG GT的所有车型,从基础款(功率约为456马力,扭矩为443磅-英尺)到强劲的梅赛德斯-AMG GT Black Series(功率输出约为720马力,扭矩为590磅-英尺)。
有趣的是,这款德国八缸发动机的进化版,即M178 LS2,现在被用在了阿斯顿·马丁Valhalla上,并由一对电动机辅助,使阿斯顿·马丁Valhalla能够输出超过1000马力的功率,比梅赛德斯-AMG采用双涡轮增压V8发动机的车型还要大。
热V形设计的历史和优势
我们要感谢法拉利的“Hot Vee”发动机设计。与许多在公路赛车上应用的最具影响力和成果丰硕的技术一样,“Hot Vee”设计是法拉利一级方程式赛车生涯的副产品,尤其是在这家意大利汽车制造商尝试开发涡轮增压一级方程式赛车(最终成就了法拉利125C)时。
其核心是Tipo 021/1涡轮增压V6发动机。最初,法拉利考虑采用机械增压器。但由于尺寸和其他问题,法拉利最终选择使用一对涡轮增压器,并将它们置于V6发动机的气缸盖之间,从而打造出首款采用“Hot Vee”设计的发动机。尽管法拉利创造了这种设计,但直到宝马推出X6后,“Hot Vee”设计才成为首个采用该设计的汽车制造商。
与非“Hot Vee”设计的涡轮增压发动机相比,这类发动机的优势在于其体积相对较小,因为涡轮增压系统不会占用发动机缸体外部的更多空间。此外,由于涡轮增压器的位置,排气歧管等硬件也更短,从而进一步缩小了其体积。
除了减小发动机尺寸外,“热V”设计还有助于减轻整体重量,因为其尺寸更小、硬件更少,同时也有助于重量分配。然而,这种设计最显著的优势之一是性能的提升。